《适用于轨道交通的故障安全计算机平台开发及应用》

点击下载 ⇩

故障安全计算机平台是支撑铁路信号系统安全运算、安全通信和安全驱采的核心基础装备,承担着列车安全行驶所有数据的处理,国内外高铁、城轨、地铁的列控系统都离不开安全计算机,成果围绕铁路车载系统车辆总线接口众多、应用环境恶劣、任务实时性要求高的特点,汇集各类业务的最大公约数,进行深度整合以及为打破国外技术垄断进行攻关,开发了适用于高铁、城轨、磁浮等所有车载系统的完全自主化的故障安全计算机平台-GSSAP平台,主要创新点:

1、发明了一种国际领先的分级热备交叉冗余安全计算机系统。相对国内外普遍采用的双机系统级热备技术,该系统采用模块级交叉冗余热备技术,在国际上首次攻克了信号设备在不同功能模块组合故障情况下不可用的问题,极大地提高了系统的可用性和可靠性,满足了中国复杂路网、运行环境下高可靠控车的需求,已应用于国内外多条城市轨道交通线路中。

2、采用了时钟级硬件锁步同步技术,创新性的提出了一种高性能CPU 双机PLL纳秒级时钟同步的方法,双CPU在指令级保持一致,减少双CPU互相等待造成的性能损失并且简化了业务软件的多任务设计,从而极大地提高了系统的性能,降低了系统开发难度,缩短应用开发周期,保证了多条轨道交通的按时开通。

3、建立一种基于变压器多级频率-能量耦合的仿真模型,设计了一种两级动态脉冲安全输出控制电路,开发了一套针对双动态脉冲驱动的安全软件算法,从源头上解决了由于器件故障导致的非预期危险输出的问题,保障了轨道交通列车运行的安全性。

4、提出了一种可用于安全串行数据传输的实现方法,从链路层解决了安全通信的数据延迟、数据乱序、数据丢失、数据重复、数据伪装等7种安全风险,解决了安全计算机系统各安全部件之间的数据传输效率及安全问题,支撑了北京首条磁悬浮轨道交通线路的顺利开通及运营。

5、提出了多项独创性的技术:短时高精度晶振多模式故障检测,安全智能型看门狗,从而保证了系统的安全性。

该项目的研究成果获得了9项发明专利(其中2个在公审状态),论文4篇,成果已在城市轨道交通点式ATP信号设备,CBTCATP信号设备,MATC磁浮ATP信号设备,C3车载设备等产品上应用,并称成功应用于北京地铁8号线,长春轻轨,北京S1磁悬浮等多条轨道交通中。

为积极响应国家“一带一路”和“走出去”号召,实施全球化战略,进军海外市场,GSSAP平台应用在阿根廷地铁信号项目中,提升了中国高端制造在全球的影响力,带来了较大的经济效益和社会效益。

  1. 下载详细PDF版/Doc版

提示:为方便大家复制编辑,博主已将PDF文件制作为Word/Doc格式文件。